粉（砂）土地基CFG樁與螺桿樁復(fù)合地基承載性能研究.pdf

1、螺桿樁是一種上部為圓柱狀、下部為螺紋狀的變截面樁。與傳統(tǒng)的全螺旋灌注樁相比，其具有承載力高、適用性廣、成樁速度快、樁型尺寸靈活、無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。但是螺桿樁在理論方面的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)踐，為使螺桿樁能更好的應(yīng)用于工程實(shí)踐中，對(duì)螺桿樁承載性能的研究是很有必要的。
　　本文在已有螺桿樁承載性能、荷載傳遞機(jī)理以及破壞模式研究的基礎(chǔ)上，通過室內(nèi)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬兩種方法，深入研究了螺桿樁的承載性能，主要的研究工作如下：
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2、1）總結(jié)螺桿樁在樁基領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，介紹了螺桿樁在提高承載力方面的優(yōu)勢(shì)。并分別對(duì)螺桿樁樁身直桿段和樁身螺紋段的樁側(cè)阻力、樁端阻力和單樁極限承載力的計(jì)算方法進(jìn)行理論分析，討論了螺桿樁單樁承載力的影響因素。
　?。?）以呼和浩特至準(zhǔn)格爾新建鐵路工程松軟土地區(qū)螺桿樁復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為依托，基于相似準(zhǔn)則，設(shè)計(jì)幾何相似比為1:10的室內(nèi)模型試驗(yàn)。試驗(yàn)樁采用長(zhǎng)徑比為16:1的四氟尼龍棒模擬。CFG樁樁長(zhǎng)為800mm，樁徑為50mm；螺桿樁通過

3、車床加工而成，其各項(xiàng)參數(shù)包括：直桿段長(zhǎng)300mm，螺桿段長(zhǎng)500mm，螺紋葉片外徑50mm，內(nèi)徑30mm，葉片底部寬度10mm，頂部寬度5mm，螺距35mm。
　?。?）本次試驗(yàn)共進(jìn)行兩組。第一組在砂土中按橫向樁間距為6倍樁徑，縱向樁間距為8倍樁徑布設(shè)，分別埋置3根CFG樁和3根螺桿樁進(jìn)行單樁承載試驗(yàn)。第二組模型試驗(yàn)將樁體按正方形布設(shè)成5行4列的分布，橫向樁間距為4倍樁徑，縱向樁間距為3倍樁徑，其中分別包括2列螺桿樁和2列CFG樁

4、。試驗(yàn)時(shí)，取分布在內(nèi)部的8根樁進(jìn)行加載，分別進(jìn)行2組CFG樁單樁復(fù)合地基、2組螺桿樁單樁復(fù)合地基承載、2組直桿樁單樁承載以及2組螺桿樁單樁承載試驗(yàn)。為對(duì)比分析CFG樁、螺桿樁的承載優(yōu)勢(shì)，另進(jìn)行了一組粉土未加固地基的承載試驗(yàn)。
　?。?）對(duì)模型試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)單樁復(fù)合地基承載的結(jié)果，繪制荷載—沉降關(guān)系曲線、軸力分布曲線、樁土應(yīng)力比分布曲線以及樁側(cè)摩阻力分布曲線。對(duì)單樁承載的結(jié)果，繪制荷載—沉降關(guān)系曲線、樁身軸力分布曲線。經(jīng)分析

5、得出，CFG樁在砂土和粉土中的單樁極限承載力分別為4kN和3kN，螺桿樁在砂土和粉土中的極限承載力均為5kN。未加固地基、CFG樁單樁復(fù)合地基、螺桿樁單樁復(fù)合地基的極限承載力分別為167kPa、233kPa、333kPa。CFG樁單樁復(fù)合地基相比未加固地基極限承載力提高了40％，螺桿樁單樁復(fù)合地基相比CFG樁單樁復(fù)合地基極限承載力提高了30%，相比于未加固地基極限承載力提高了一倍。
　?。?）采用ANSYS有限元分析軟件，對(duì)CFG